[发明专利]基于电控液晶双模微透镜的控光芯片

权利要求书

1.一种基于电控液晶双模微透镜的控光芯片，其特征在于，包括面阵电控液晶双模微透镜；所述面阵电控液晶双模微透镜包括液晶材料层，依次设置在所述液晶材料层上表面的第一液晶初始取向层、第一电极层、电绝缘层、第二电极层、第一基片和第一增透膜，以及依次设置在所述液晶材料层下表面的第二液晶初始取向层、公共电极层、第二基片和第二增透膜；所述第一电极层由其上布有m×n元阵列分布的圆孔的一层匀质石墨烯膜构成，其中，m、n均为大于1的整数，所述公共电极层和第二电极层分别由一层与所述第一电极层同质的匀质石墨烯膜构成；

所述面阵电控液晶双模微透镜被划分成m×n元阵列分布的单元电控液晶双模微透镜，所述单元电控液晶双模微透镜与所述圆孔一一对应，每个圆孔均位于对应的单元电控液晶双模微透镜的中心，形成单元电控液晶双模微透镜的第一上电极，所有单元电控液晶双模微透镜的第二上电极由所述第二电极层提供，所有单元电控液晶双模微透镜的下电极由所述公共电极层提供。

2.如权利要求1所述的基于电控液晶双模微透镜的控光芯片，其特征在于，入射波束进入所述面阵电控液晶双模微透镜后，所述面阵电控液晶双模微透镜按照其中单元电控液晶双模微透镜的阵列规模和位置情况，将入射波束进行离散化分割，形成与各单元电控液晶双模微透镜对应的子入射波束各子入射波束与受控电场激励下的液晶分子相互作用，被执行特定程度的汇聚或发散处理，得到具有聚光点形态的汇聚子出射波束或具有光环形态的发散子出射波束，各子出射波束耦合形成特定形态的出射波束从所述芯片输出；

其中，所述公共电极层和第一电极层作为第一电极对，所述公共电极层和第二电极层作为第二电极对，所述第一电极对和所述第二电极对上分别加载第一和第二驱控电压信号V₁和V₂；通过调节V₁和V₂的频率或均方幅度，能使各单元电控液晶双模微透镜工作在光汇聚模态或光发散模态，并在各单元电控液晶双模微透镜工作在光汇聚模态时，调变各汇聚子出射波束的焦长和点扩散函数，在各单元电控液晶双模微透镜工作在光发散模态时，调变各发散子出射波束的光环孔径、亮度和孔内消光比。

3.如权利要求1或2所述的基于电控液晶双模微透镜的控光芯片，其特征在于，单个圆孔的面积与对应的单元电控液晶双模微透镜的光接收面积的比值为电极开孔系数，所述电极开孔系数为5％～25％。

4.如权利要求1至3中任一项所述的基于电控液晶双模微透镜的控光芯片，其特征在于，所述控光芯片还包括芯片外壳；所述面阵电控液晶双模微透镜封装在所述芯片外壳内并与所述芯片外壳固连，其光入射面和光出射面通过所述芯片外壳的顶部和底部开口裸露在外；所述芯片外壳的侧面设置有驱控信号输入端口，用于输入加载在所述面阵电控液晶双模微透镜上的驱控电压信号。

5.如权利要求4所述的基于电控液晶双模微透镜的控光芯片，其特征在于，所述第一电极层、第二电极层和公共电极层各通过一根导线引出，形成的第一电极层引线、第二电极层引线和公共电极层引线均接入所述驱控信号输入端口，其中，第一电极层引线和公共电极层引线用于加载第一驱控电压信号，第二电极层引线和公共电极层引线用于加载第二驱控电压信号。